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詳細解說關系型資料庫

2020-09-13 14:27:21 資料庫

目錄

1.1、認識關系型資料庫

1.1.1 什么是關系型資料庫

1.1.2  物體關系模型

1.1.3  關系型資料庫管理系統RDBMS

1.1.4  使用SQL語言管理資料庫


1.1、認識關系型資料庫

資料庫簡而言之就是資料的集合,它是由檔案系統存盤資料發展起來的,資料庫系統解決了多人資料庫讀取和寫入的并發性問題,同時它提供了事務的機制,使得存盤和管理資料庫資料更加安全可靠,資料庫系統讓用戶只處理邏輯資料層,比如表和視圖等,它使得用戶可以使用簡單易管理的方式來操作資料的資料,

1.1.1 什么是關系型資料庫

資料技術經過幾十年的發展,經歷了人工管理、檔案系統到現在的資料庫管理,提供了對資料更高級和更有效的管理,資料庫系統管理資料具有如下特點:

      (1)使用資料模型表示復制的資料庫結構,用戶可以使用物體關系模型對資料進行建模,不僅可以表達資料本身,還可以描述資料之間的關系,這使得存盤在資料庫中的資料更容易理解和維護,

(2)資料系統將資料的邏輯結構與物理結構分離,用戶可以簡單地使用邏輯結構操作資料庫,而不用考慮物理存盤結構,簡化了資料庫操作的復雜性,一般來說,一個資料庫系統可以分為如圖1.1所示的3級,

(3)資料庫系統提供了資料的控制功能,他提供了多用戶并發機制,防止資料庫資料被非法更改,資料庫系統會提供資料的備份和恢復功能,可以避免出現災難性時間導致的資料丟失,資料提供資料完整性功能,并且提供了必要的安全性機制,

關系型資料庫系統是近30年來資料庫系統的主流模型,他使用資料之間的關系模型來存盤和管理資料庫,關系型資料庫的模型建立與20世紀70年代,美國的E.F.Codd發表了一遍名為《大型共享資料庫的資料關系模型》的論文,他定義了一個基于數學幾何理論的關系模型,關系型資料庫是一個符合關系模型的資料庫,

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●注意:《大型共享資料庫的資料關系模型》已經具有簡體中文版本,感興趣的用戶可以通過湊所引擎了解關于這邊論文的詳細資訊,

在現實世界匯總,大量的資料都是具有一些相關性的,關系型資料庫系統就是更具資料的關系對資料進行結構化的組織和存盤,對關系型資料庫的定義簡而言之就是:使用關系或二維表存盤資訊,二維表是由行(也可以稱為元組)和列(也看可以稱為屬性)組成的,通常簡稱為表或者是關系型資料庫的物體,表中的每一行都具有相同的列集,因此可以將關系型資料稱為存盤在關系表中的資料庫,

舉個例子,為了存盤人事部門的資料,可以創建一個員工表和一個部門表,由于員工表中的每個人員資訊都是屬于部門,因此關系型資料庫還會存盤員工表和部門之間的參考關系,當沒有使用關系型資料庫系統時,認識部門可能使用Excel創建一張人員表,示意結構如圖1.2所示,

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人事部門還會創建一張部門表,部門表中包含了部門的名稱、部門的位置部門的編號等資訊,人員表的所屬部門應該是要與部門表中的部門名稱保持一致,否則資料庫中的資料庫就會出現混亂,如圖1.3所示,

關系型資料庫出了存盤這些基本的資料資訊外,還會存盤表之間的關系,關系型資料會維護這些關系的完整性,一遍提供更加結構話的存盤方式,

1.1.2  物體關系模型

資料庫主要用來存盤現實世界中的資料,關系型資料庫通過使用表盒關系來存盤資料,可以保存現實世界中的資料集合,物體關系模型對現實世界進行抽象,得出物體型別和物體間的關系,用來描述現實世界中資料的組成結構,在構建了物體關系后,一般會使用物體關系的圖來清晰地表達出物體關系的機構,物體關系圖(Entity Relationship Diagram)是指提供了表物體、屬性和關系的圖形化表示方式,用來描述現實世界的概念模型,簡稱為E-R圖,

物體關系模型具有3個核心的元素,在進行資料庫的分析和設計時,需要認真地理解這幾個元素的具體含義及在E-R圖匯總的表現形式,分別如下所示,

●物體(Entity):是具有相同特征和屬性的顯示世界事務的抽象,在E-R圖匯總用矩形表示,矩形框內注明物體的名稱,比如員工張三、員工趙七都是物體,

●屬性(Attribute):是指物體具有的特征,一個物體可以包含若干個物體,在E-R圖匯總屬性用橢圓形表示,并使用線條將其與相應的物體連接起來,比如員工具有工號、入職日期等屬性,

●關系(Relationship):是指物體之間的像話聯系的方式,一般具有一對一關系(1:1)、一對多關系(1:N)、多對多關系(M:N),

以認識管理系統的人員資訊和員工請假為例,通過使用物體關系建模,回執了如圖1.4所示的ER物體關系圖,

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由圖1.4可以發現,人員和請假單這兩個物體使用矩形表示,物體的屬性使用橢圓形表示,物體與物體之間的關系使用另行表示,人員物體與請假單物體居勇1對多的關系,因此在另行附近使用1和N表示,

一般來說,資料庫設計人員對資料庫進行需求分析時,與資料庫的用戶進行溝通,資料庫的設計人員可能需要回執多種不同型別的圖來表單關系型資料庫的存盤結構,在邏輯設計階段回執E-R關系圖,可以使用Visio、PowerDesigner或者是ERWin Data Modeler等軟體來實作,

1.1.3  關系型資料庫管理系統RDBMS

資料庫管理系統是基于關系型資料庫模型創建的計算機軟體程式,其英文全稱是Relational Database Management System,簡稱RDBMS,資料庫管理系統是位于作業系統和用戶(或者是基于資料庫的應用程式)之間的一組資料庫管理程式,它提供了對資料庫中的資料進行統一管理和控制的功能,對歸根到底,資料庫中的資料是以檔案的形式存放在作業系統中的,資料庫管理系統提供了資料庫和高級組織形成,他提供了對資料庫中的資料的統一管理和控制的功能,資料庫管理系統與用戶的示意圖如圖1.5所示,

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資料庫管理系統負責對資料庫進行全方位的管理,他包含了如圖1.6所示的幾項職責,

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如圖1.6所示,一個資料庫管理系統通常要提供如下所示的幾項功能,

●定義資料庫結構:DBMS提供資料定義語言來定義(DDL)資料庫結構,用來搭建資料庫框架,并被保存在資料字典中,

●存取資料庫內容:DBMS提供資料操作語言(DML),實作對資料庫資料的基本存取操作——檢索、插入、修改和洗掉,

●資料庫的運行管理:DBMS提供資料控制功能,即資料的安全性、完整性和并發控制等對資料庫運行進行有效的控制和管理,以確保資料正確有效,

●資料庫的建立和維護:包括資料庫出事資料的裝入,資料的轉儲、恢復、重組織,系統性能監視、分析等功能,

●資料庫的傳輸:DBMS提供處理資料的傳輸,實作用戶程式與DBMS之間的通信,通常與作業系統協調完成,

有了關系型資料庫管理系統,開發人員就可以在資料庫中創建資料庫、創建表、存取資料庫內容、對資料庫進行備份和管理,只需要理解常用的系統相關的操作,而不用去研究關系型資料庫系統內部深奧難懂的數學方方面的理論知識,

目前比較常見的DBMS有Oracle、SQL Server、Mysql、DB2等,它們都使用關系型資料庫模型作為基礎構建的軟體,它們建立在關系資料模型的基礎之上,通過一系列相關的表和其他資料庫,物件把現實世界中存在的事務及事務之間的聯系用資料庫物件,比如表、視圖、索引、關系加以存盤,使之為資料庫的用戶提供規范化的資訊,

1.1.4  使用SQL語言管理資料庫

為了便于管理關系型資料庫,資料庫管理系統使用一種稱為SQL的宣告性語言,SQL的全稱是結構化查詢語言(Structured Query Language),是一種對關系資料庫中的資料進行定義和操作的句法,他獨立于資料庫管理系統,并且以經被國際標準化組織指定為一種操作資料庫的標準語言,SQL語言可以操作和管理資料庫,各種資料庫管理廠商使用SQL標準來定制自己的資料庫管理方式,因此它對于所有的資料庫管理系統來說是通用的,

●注意:由于不同的資料庫廠商對SQL語言的支持與標準仍然存在著細微的不同,因此在使用時必須要參加各個資料庫廠商提供的SQL操作檔案,

SQL語言是一種高級的非程序化編程語言,SQL語言允許用戶不了解資料庫的底層結構和具體的操作方式,只需要在一個標準化的、較高層次的資料結構上進行作業,這就大大簡化了資料庫的操作方式,同時因為不與資料庫、硬體等緊密耦合,因此也使得基于資料庫的應用系統具有很好的可移值性,其操作示意如圖1.7 所示,

由圖中可以看到,任何客戶端通過SQL語言來與資料庫管理系統進行通信,通過向服務器端發送SQL陳述句,資料庫管理系統將這些SQL陳述句轉換為實際的對資料庫資料進行操作的指令來對資料庫進行管理,這簡化了資料庫管理系統的復雜程度,提高了用戶對資料庫的使用效率,

SQL語言主要又分為如下6大類,

(1)資料查詢語言(DQL) :也稱為“資料檢索陳述句”,用于從表中獲得資料,確定資料怎樣在應用程式給出,關鍵字SELECT是DQL ( 也是所有SQL)用得最多的陳述句,其他DQL常用的關鍵字有WHERE、ORDER BY、GROUP BY和HAVING.這些DQL關鍵字常與其他型別的SQL陳述句一起使用,

(2)資料操作語言(DML) :分別用于添加、修改和洗掉表中的行,也稱為動作查詢語言,

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(3)事務處理語言(TPL) :能確保被DML陳述句影響的表的所有行及時得以更新,TPL陳述句包括BEGIN TRANSACTION、COMMIT和ROLLBACK.

(4)資料控制語言(DCL) :通過GRANT或REVOKE獲得許可,確定單個用戶和用戶組對資料庫物件的訪問,某些RDBMS可用GRANT或REVOKE控制對表單各列的訪問,

(5)資料定義語言(DDL):在資料庫中創建新表或洗掉表(CREAT TABLE或DROP(5)資料定義語言(DDL):在資料庫中創建新表或洗掉表(CREAT TABLE或DROP也是動作查詢的一部分,

(6)指標控制語言(CCL) :用于對一個或多個表的單獨行進行操作,比如DECLARECURSOR、FETCH INTO和UPDATE WHERE CURRENT等陳述句,

可以看到這些SQL陳述句基本上涵蓋了進行資料庫操作的方方面面,基本上學習資料庫操作多數時間都是在使用SQL陳述句進行管理,因此對于一名合格的DBA來說,熟練地掌握SQL語言是非常有必要的,

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